研究背景：创伤性骨髓炎逐年高发,近年来已成为骨髓炎的主要类型。因其病情复杂,病程迁延不愈,致病菌多变甚至混合感染,治疗涉及软组织的修复重建、感染控制、骨缺损骨不连的修复重建等多方面,复发率和肢残率高,是骨科亟待解决的疑难病症。胫骨是创伤性骨髓炎最好发的部位,因其前方软组织覆盖薄弱,高能量损伤或者创伤后感染常常导致软组织缺损,需皮瓣修复,给治疗带来困难。创伤性骨髓炎的治疗原则是：彻底清创,充分引流,有效的抗生素治疗控制感染,稳定骨折,消灭死腔,建立正常软组织覆盖改善局部血液循环。多数创伤性骨髓炎合并有软组织缺损,部分无软组织缺损者因病程迁延不愈、局部窦道形成,在彻底清创后也常常遗留软组织缺损需修复。随着显微外科技术的发展,各类带蒂皮瓣及游离皮瓣的推广应用,已基本能满足肢体软组织修复重建的需求。目前主要研究热点之一是用尽量简单的手术达到满意的修复效果,同时减少皮瓣术后并发症等。螺旋桨皮瓣的提出与应用,得到了临床医师的认可,并已在多个领域推广,静脉回流问题是螺旋桨皮瓣术后的主要并发症,有待进一步研究。在小腿部应用螺旋桨皮瓣修复软组织缺损的报道日渐增多,但针对螺旋桨皮瓣的腓动脉和胫后动脉穿支尤其是远端穿支解剖特点的基础研究不多。对感染性骨缺损的修复重建目前治疗观点较多,包括二期植骨、一期开放植骨、游离带血运骨移植、骨搬移等方法。传统的方法为分期治疗或者开放植骨(Orr’s疗法),超过4cm的大段骨缺损采用骨搬移技术或者带血运的游离骨瓣移植均能取得较为满意的临床疗效。但仍有治疗周期长,手术次数多,技术难度高,患肢不能早期功能康复训练等弊端。局部药物缓释系统的出现,大大提高了病灶局部抗感染的能力,使得骨髓炎感染控制率显著提高,为骨髓炎的治疗开创了新局面,其中硫酸钙等可吸收载体,避免了二次手术取载体,临床应用日趋广泛。而术后感染复发、骨不连及反应性渗出是其主要并发症,需进一步研究解决,以提高临床疗效,推动骨髓炎治疗的发展。本研究针对胫骨创伤性骨髓炎,采用组织瓣-载万古霉素硫酸钙-自体骨联合一期治疗方案,进行实验及临床应用研究。主要内容分为三个部分：第一部分针对胫骨骨髓炎软组织缺损的修复,对腓动脉和胫后动脉穿支进行显微外科解剖学研究,观察穿支动脉及其伴行静脉的解剖特点,指导小腿螺旋桨皮瓣的设计,并应用于临床,探讨术后静脉回流障碍的解决方法：第二部分为动物实验,采用骨髓炎兔模型,对感染性骨缺损采用载万古霉素硫酸钙和自体骨联合植骨治疗的安全性和有效性进行实验研究；第三部分为临床应用研究,对胫骨创伤性骨髓炎采用组织瓣-载万古霉素硫酸钙-自体髂骨联合一期治疗,回顾性分析组织瓣-单纯载万古霉素硫酸钙植骨治疗胫骨创伤性骨髓炎的病例,对比两者临床疗效,评估优化后方案的临床疗效和优点。目的：1、观察腓动脉和胫后动脉穿支显微解剖特点,应用腓动脉或胫后动脉穿支蒂螺旋桨皮瓣修复小腿远端及足踝部软组织缺损创面,探讨其并发症防治措施。2、通过骨髓炎兔模型研究载万古霉素硫酸钙联合自体骨植入治疗感染性骨缺损的安全性,以及自体骨植入后对骨缺损修复的影响。3、探讨组织瓣-载万古霉素硫酸钙-自体髂骨联合治疗创伤性胫骨骨髓炎一期治疗方案的临床疗效。材料与方法：1、对5具新鲜尸体共10侧小腿标本,用红色乳胶灌注胭动脉、蓝色乳胶灌注静脉,解剖并观察统计腓动脉和胫后动脉穿支数量、长度、走行角度、血管直径和动静脉伴行情况等指标,讨论穿支恒定出现的位置,指导临床皮瓣设计；从2011年6月至2013年6月,对47例小腿远端以及足踝部软组织缺损病例用穿支蒂螺旋桨皮瓣修复,观察临床疗效并统计并发症发生率,探讨并发症防治的方法。2、采用骨髓炎兔模型,随机分为四组：模型组,治疗组A,治疗组B,治疗组C,每组10只。模型组：不行病灶清除及硫酸钙与自体骨植入,治疗组A：骨缺损处全部植入载抗生素硫酸钙,治疗组B：骨缺损处植入硫酸钙与自体骨比例为1：1,治疗组C：骨缺损处植入硫酸钙与自体骨比例为1：2。分别于术后第1天、术后30天及术后60天对病灶处行CT薄层扫描,并进行血常规、CRP、ALP检测。分别于术后30天和术后60天行病理切片HE染色,光镜下观察组织切片脓肿、坏死骨、骨膜下新骨、多核巨细胞浸润等情况及骨缺损处血管化情况,用免疫组化法显示骨缺损处骨钙素(OC)表达情况,通过图像分析软件]mage-Pro Plus (IPP6.0)分析骨组织OC表达量。3、从2013年1月到2014年7月,收治符合纳入标准的胫骨创伤性骨髓炎患者58例,确定为A组,即治疗组,以组织瓣-载万古霉素硫酸钙-自体髂骨联合一期治疗方案进行治疗。并根据植入硫酸钙量的不同分为三个亚组：Al组为植入含200mg万古霉素的硫酸钙,A2组为植入含500mg万古霉素的硫酸钙,A3组为植入含1000mg以上万古霉素的硫酸钙。回顾性分析2009年1月到2012年12月收治的300例骨髓炎患者中,符合纳入标准且采用病灶清除+单纯载万古霉素硫酸钙植入+组织瓣修复创面方案一期治疗并获随访的患者15例,定为B组,即对照组。治疗组术后每天收集引流液进行万古霉素浓度测定,直到拔除引流管。所有患者术后1、3、6、9、12个月各进行一次X片检查,评估骨折愈合情况。对所有病例进行随访,随访指标包括：引流管放置时间,骨折愈合时间,感染控制率,骨不连发生率,其他并发症等。4、统计方法：采用IBM SPSS 20.0软件对实验数据统计学分析,第二章的血液学指标、三维重建CT指标采用重复测量方差分析；OC指标采用析因设计的方差分析；其余数据采用单因素方差分析,多重比较方差齐时,采用LSD方法,方差不齐时,采用Durmett’s T3方法,P<0.05为差异有统计学意义。第三章采用两独立样本t检验对A组和B组中引流管放置时间和骨愈合时间进行差异分析,并用单因素方差分析对A组中不同万古霉素植入量的三个亚组的引流管放置时间和骨愈合时间进行差异分析,P<0.05为差异有统计学意义。结果：1、腓动脉和胫后动脉共发出穿支92支,其中有2条伴行静脉的有52支,有1条伴行静脉的有37支,伴行静脉缺如的1支,还有2支腓动脉穿支穿深筋膜后共用1条伴行静脉进入皮肤。腓侧在距外踝(3.0±1.0)cm、 (8.0±2.0)cm和(19.5±0.5)cm处有较为恒定的腓动脉穿支血管穿出深筋膜进入皮肤,其中7例在(3.0±1.0)cm处均有穿支出现,10例在(8.0±2.0)cm处均有穿支出现；胫侧在距内踝(5.0±1.0)cm和(8.0±1.0)cm处有较为恒定的穿支血管穿出深筋膜进入皮肤,其中8例在(5.0±1.0)cm处均有穿支出现,有9例在(8.0±1.0)cm处均有穿支出现。36例腓动脉穿支蒂螺旋桨皮瓣其穿支穿出深筋膜距离外踝距离6～18cm,平均10.1cm,其中24例穿支位置在距外踝(8.0±2.0)cm范围内；11例胫后动脉穿支穿出深筋膜距离内踝6-18cm,平均9.5cm,其中有6例穿支位置在距内踝(8.0±1.0)cm范围内；并发症包括1例皮瓣下积血,1例感染,1例供区植皮坏死,13例静脉回流障碍(9例腓动脉穿支,4例胫后动脉穿支),其中4例出现远端部分坏死。2、治疗后60天,治疗组与模型组相比,碱性磷酸酶(ALP)、白细胞计数(WBC)、超敏C反应蛋白(CRP)显著降低,单因素方差分析结果表明,各组间ALP、WBC、CRP具有统计学意义(F=541.444,P=0.000；F=61.310,P=0.000；F=11.317,P=0.000)。手术后30天,各组动物病灶部位骨缺损面积开始减小,且均开始有骨痂生成,各组骨缺损面积比较模型组和治疗组A高于治疗组B和治疗组C有统计学意义(P<0.05)。手术后60天,模型组骨缺损面积较大,与治疗组A、治疗组B、治疗组C比较均有显著性差异(P<0.05),且治疗组B骨缺损面积最小,接近愈合状态。术后30天,H.E.染色主要表现为模型组伴有明显骨吸收和死骨形成的化脓性病灶。治疗组A、治疗组B、治疗组C骨小梁逐渐增加,且有正常骨细胞形成,炎症性细胞大量减少,周围死骨逐渐减少。术后60天,H.E.染色主要表现为模型组死骨大量存在,死骨周围有炎症性肉芽组织浸润。治疗组治疗组A、治疗组B、治疗组C可见大量新骨生成,植入骨周围少许骨母细胞,破骨细胞,成骨破骨同时进行。各组在手术后30天与手术后60天,均有不同程度的OC沉积,手术后30天,手术后60天治疗组A、治疗组B、治疗组C与模型组比较阳性染色率明显增高,治疗组B>治疗组C>疗组A>模型组,有统计学意义(P<0.05)。3、所有病例均获随访,随访时间6～30个月,无1例患肢行截肢术。软组织缺损修复：A组采用腓肠肌外侧头肌皮瓣2例,腓肠肌内侧头肌(皮)瓣7例,游离股前外侧皮瓣3例,穿支蒂螺旋桨皮瓣7例,临近筋膜蒂皮瓣6例,直接缝合9例,所有皮瓣全部成活,2例出现皮瓣创口愈合不良,经换药治愈；B组腓肠肌外侧头肌瓣2例,腓肠肌内侧头肌(皮)瓣5例,游离股前外侧皮瓣2例,皮神经营养血管皮瓣3例,穿支皮瓣1例,邻近筋膜蒂皮瓣2例,其中2例皮神经营养血管皮瓣出现皮瓣远端部分坏死,创面渗出伴感染,经清创换药后治愈,未再次行皮瓣手术。A组中有3例骨髓炎复发,复发时间从5个月到2年,其中2例再次扩创后植入载万古霉素硫酸钙及自体髂骨后治愈,1例扩创后行骨搬移治愈；其他并发症包括1例出现骨不连,但感染已控制,再次植骨后愈合,2例出现外固定钉道感染,经对症钉道处理及静滴抗生素后治愈。取髂骨区并发症主要是10例出现大腿前外侧麻木,约3～6个月后缓解,2例出现取髂骨区积血,其中1例合并金黄色葡萄球菌感染,经引流换药后治愈。B组中有1例术后8个月骨髓炎复发,经再次清创植入载万古霉素硫酸钙及自体髂骨后治愈,2例分别于治愈后18个月及25个月出现原病灶部位再骨折,经再次钢板固定自体髂骨植骨后治愈,术中病理证实无骨髓炎复发,1例出现外固定钉道渗出伴感染,经对症处理后好转。引流管放置时间：A组平均(12.53±4.56)天,B组平均(17.07±3.87)天,P<0.01,两者存在显著性差异。骨折愈合时间：A组平均(6.20±2.16)个月,B组平均(8.36±2.84)个月,P<0.01,两者存在显著性差异。A组三个亚组之间除了A1组分别和A2组A3组的引流管放置时间存在显著差异之外,A2组和A3组的引流管放置时间、三组之间的骨愈合时间等均无明显统计学差异。引流液万古霉素局部浓度于术后第3天达峰,在第2-5天持续维持高浓度,第5天后浓度逐渐下降,但仍维持较高的浓度水平。结论：1、以腓动脉穿支和胫后动脉穿支为蒂的螺旋桨皮瓣质地、颜色与受区相似,匹配性好,外表美观,皮瓣切取操作技术简单,无需吻合血管,临床疗效优良,是修复小腿远端及足踝部创面的首选方案之一：静脉回流障碍仍是螺旋桨皮瓣术后主要并发症,通过精确术前设计、皮瓣逆旋转、延迟缝合、滴血疗法,能有效防治术后并发症；腓动脉在距外踝(8.0±2.0)cm范围内穿出深筋膜的穿支恒定,长度以及血管口径适合,是设计螺旋将皮瓣血管蒂的最佳选择。2、在感染性骨缺损病灶内植入载万古霉素硫酸钙的同时植入自体骨,并不影响感染的控制,且可促进骨愈合,缩短骨缺损修复时间。3、组织瓣-载万古霉素硫酸钙-自体髂骨联合治疗方案,在一期治疗局灶型和弥漫型创伤性骨髓炎时,能有效缩短骨愈合时间,增加骨愈合强度,减少术后渗出,且不增加感染复发率,较单纯植入载万古霉素硫酸钙更具有优越性。且硫酸钙植入量与术后反应性渗出时间呈正相关,最低可减少到植入含200mg万古霉素量的硫酸钙。